电动力学 复习 第六章

电动力学期末考试复习知识总结及试题第一章电磁现象的普遍规律一、主要内容：电磁场可用两个矢量—电场强度和磁感应强度来完全描写，这一章的主要任务是：在实验定律的基础上找出, 所满足的偏微分方程组—麦克斯韦方程组以及洛仑兹力公式，并讨论介质的电磁性质及电磁场的能量。

在电磁学的基础上从实验定律出发运用矢量分析得出电磁场运动的普遍规律；使学生掌握麦克斯韦方程的微分形式及物理意义；同时体会电动力学研究问题的方法，从特殊到一般，由实验定律加假设总结出麦克斯韦方程。

完成由普通物理到理论物理的自然过渡。

二、知识体系：三、内容提要：1．电磁场的基本实验定律：（1）库仑定律：对个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和，即：（2）毕奥——萨伐尔定律（电流决定磁场的实验定律）（3）电磁感应定律①生电场为有旋场（又称漩涡场）,与静电场本质不同。

②磁场与它激发的电场间关系是电磁感应定律的微分形式。

（4）电荷守恒的实验定律,①反映空间某点与之间的变化关系，非稳恒电流线不闭合。

② 若空间各点与无关，则为稳恒电流，电流线闭合。

稳恒电流是无源的（流线闭合），，均与无关，它产生的场也与无关。

2、电磁场的普遍规律—麦克斯韦方程其中：1是介质中普适的电磁场基本方程，适用于任意介质。

2当，过渡到真空情况：3当时，回到静场情况：4有12个未知量，6个独立方程，求解时必须给出与，与的关系。

介质中：3、介质中的电磁性质方程若为非铁磁介质1、电磁场较弱时：均呈线性关系。

向同性均匀介质：，，2、导体中的欧姆定律在有电源时，电源内部，为非静电力的等效场。

4．洛伦兹力公式考虑电荷连续分布，单位体积受的力：洛伦兹认为变化电磁场上述公式仍然成立，近代物理实验证实了它的正确。

说明：①②5.电磁场的边值关系其它物理量的边值关系：恒定电流:6、电磁场的能量和能流能量密度：能流密度：三．重点与难点1．概念：电场强度、磁感应强度、电流密度、极化强度、磁化强度、能流密度。

电动⼒学复习第⼀章电磁现象的基本规律1、描写静电场的基本⽅程（积分与微分），各⾃反映静电场的什么性质，以及微分⽅程反映场的局域性质的意义。

2、描写静磁场的基本⽅程（积分与微分），各⾃反映静磁场的什么性质，以及微分⽅程反映场的局域性质的意义。

3、电荷守恒定律的微分形式；欧姆定律的微分形式4、电荷系统单位体积所受电磁场作⽤的⼒密度（即洛伦兹⼒公式）5、1）电介质极化，极化体束缚电荷密度与极化强度的关系，极化⾯电荷密度与极化强度的关系；引⼊辅助量，电位移⽮量，电位移⽮量的定义式；对各向同性线性介质，电位移⽮量的表达式；如：均匀介质内部的体极化电荷密度p ρ总是等于体⾃由电荷密度f ρ的)1(0εε--倍。

2）磁介质磁化，引⼊辅助量，磁场强度，磁场强度的定义式；对各向同性⾮铁磁质，磁场强度的表达式6、电磁场边值关系如：1）介电常数分别为ε1和ε2两种绝缘介质的分界⾯上不带⾃由电荷时，分界⾯上电场线的曲折满⾜什么关系2）⽤边值关系证明:在绝缘介质与导体的分界⾯上,在静电情况下,导体外的电场线总是垂直于导体表⾯，在恒定电流的情况下,导体内电场线总是平⾏于导体表⾯。

7、麦克斯韦⽅程组，两个基本假设：感⽣电场和位移电流。

其中位移电流如何产⽣，位移电流与传导电流的共同点与不同点。

8、1）电磁场和电荷系统的能量转化和守恒定律的微分形式；2）电磁场的能量密度和能流密度表达式9、结合场的微分⽅程的数学上的散度、旋度的计算（如P34 习题3）如：已知电位移⽮量z y x e z e y e x D323++=，求电荷密度；已知电极化强度，求极化电荷密度；x e y e B y x+=是否为能表⽰磁感应强度的⽮量函数；若给出磁感强度为，求m 的值；⽮量是否可能是静电场的解第⼆章静电场1、在静电场中，电场强度 E和电位 ? 之间的关系；如：已知电势222z y x -=?，求电场强度；已知电势，求电场强度等2、静电势的微分⽅程和边值关系（注意导体的静电条件）3、⽤电荷密度和电势表⽰的静电场能量（注意只对总能量计算有意义，不能当做能量密度看待），如计算带电量Ｑ﹑半径为a 的导体球的静电场总能量； 4、唯⼀性定理是解静电学问题的理论基础5、分离变量法解拉普拉斯⽅程（球坐标系下通解的形式，以及问题具有轴对称性以及球对)()23(3mzy e z y e x e B z y x +--+=(2)xyzE yz x e xze xye=-++称性下的简化形式）如：P49-51 例题 2 与例题3补充习题：1）真空中半径为R 的带电球⾯，其电荷⾯密度为σ =σ0cos θ（σ0为常数），试⽤分离变量法求球⾯内外的电势分布。

《电动力学》复习一、电磁场普遍规律（第一章）1、戴尔算符∇是一个矢量微分算符。

戴尔算符的运算规则必须同时满足求导运算的规则和矢量运算的规则。

2、电场的特征是对电荷有力的作用。

磁场的特征是对电流有力的作用。

3、静电场是有散无旋场。

静电场的基本方程为：0()()/ρε∇=E r r 、()0∇⨯=E r 。

4、静磁场是有旋无散场。

静磁场的基本方程为：()0∇=B r 、()()μ∇⨯=B r J r 。

5、位移电流的本质是电位移矢量对时间的变化率，d t∂=∂DJ 。

6、麦克斯韦方程组揭示了电磁场的运动规律。

麦克斯韦方程组、洛伦兹力公式以及电荷守恒定律构成了完整的经典电动力学理论基础。

7、电磁场边值关系是麦克斯韦方程组在介质分界面上的表现形式。

21()n s ρ-=e D D 、21()0n ⨯-=e E E 、21()0n -=e B B 、21()n s ⨯-=e H H J 。

8、极化强度的本质是介质极化后单位体积内出现的总电偶极矩。

磁化强度的本质是介质磁化后单位体积内出现的总磁偶极矩。

9、写出真空中的麦克斯韦方程组、介质中的麦克斯韦方程组、一般形式的麦克斯韦方程组。

10、 在介质分界面上，电场的切向分量总是连续的。

磁通密度B 的法向分量总是连续的。

11、 一孤立介质极化后，其总的极化电荷为零。

12、 非磁性介质：0μμ≈13、 电磁场能量守恒定律：0tω∂+∇+=∂E J S ，式中=⨯S E H ，1122m e ωωω=+=+BH E D 。

14、 能流密度S 的物理意义是：单位时间、单位截面通过的电磁能量，方向代表了电磁能量传递的方向。

15、 电磁能量是通过空间的电磁场传递的，导体起引导作用。

进入导体的电磁能量全部转化为了焦耳热。

二、静态场（第二章、第三章） 1、静电场与静电势的关系为：ϕ=-∇E 。

2、静电势所满足的微分方程为：2/ϕρε∇=-。

3、在介质分界面上，静电势满足的边值关系为：2121s n nϕϕεερ∂∂-=-∂∂、21ϕϕ=。

电动力学A 刘克新第六章狭义相对论本章主要内容§1. 实验基础与历史背景§2. 狭义相对论的基本假设和Lorentz变换§3. 狭义相对论的时空理论§4.Minkowski4维时空§5 电动力学规律的协变形式§6 相对论性的力学§7 分析力学形式的电动力学§2.狭义相对论的基本假设和Lorentz变换¾1. 狭义相对论的3个基本假设(1) 相对性原理所有惯性参考系都是等价的，物理规律在所有惯性参考系中都具有相同的表达形式。

即不可能通过力学，电磁或其他物理现象觉察出哪一惯性参考系具有表述物理学规律的“优势”，不存在“绝对运动”，所有运动都是相对的。

(2) 光速不变原理真空中相对于任何惯性系光的传播速率都相同(为c )，且与光源的运动无关。

(3) 空间是均匀和各向同性的，时间是均匀的。

要满足相对性原理，不同惯性系之间得时空变换只能是线性的。

即：11144144x a x a ty yz zt a x a t′=+′=′=′=+其中各系数与时空坐标无关。

在S 系中，t 时刻S’系原点坐标为vt ，有：11141411110()a vt a ta a vx a x vt =+=−′=−§3. 相对论时空理论¾1. 间隔的不变性¾2. 同时的相对性¾3. 空间距离的相对性¾4. 运动尺度缩短¾5. 运动时钟变慢¾6. 对洛伦兹变换的检验¾7 . 因果律对速度的限制¾8.相对论性的速度合成由洛伦兹变换可得所以1112/(t t vx c γ−′=)，21t t ′′−可见两事件所发生的时间间隔在不同的参照系看来是不同的，特别是当t 2 = t 1 时有22112()/,x t t v c x γ−′′−=只有同地点发生的同时事件在另一惯性系也同时，否则不同时。

电动力学重点知识总结(期末复习必备).doc 电动力学重点知识总结（期末复习必备）第一部分：电场与电势1. 电场强度（E）定义：单位正电荷在电场中所受的力。

公式：[ \vec{E} = \frac{\vec{F}}{q} ]性质：矢量，方向为正电荷受到的力的方向。

2. 电势（V）定义：单位正电荷从无穷远处移动到某点所需的能量。

公式：[ V = \frac{W}{q} ]性质：标量，与参考点的选择有关。

3. 电势能（U）定义：电荷在电场中的能量状态。

公式：[ U = qV ]4. 电场线的绘制规则从正电荷出发，指向负电荷。

电场线不相交。

第二部分：高斯定理1. 高斯定理的表述通过闭合表面的电通量等于闭合表面内总电荷量除以电常数。

2. 高斯定理的应用计算对称性电场问题，如球对称、圆柱对称等。

第三部分：电容器与电容1. 电容器定义：两个导体板之间用绝缘介质隔开的装置。

功能：存储电荷和能量。

2. 电容（C）定义：电容器存储电荷的能力。

公式：[ C = \frac{Q}{V} ]单位：法拉（F）。

3. 电容器的充电与放电充电过程：电容器两端电压逐渐增加至电源电压。

放电过程：电容器两端电压逐渐降低至零。

第四部分：电流与电阻1. 电流（I）定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。

公式：[ I = \frac{Q}{t} ]2. 电阻（R）定义：导体对电流的阻碍作用。

公式：[ R = \frac{V}{I} ]3. 欧姆定律表述：在恒定温度下，导体的电阻与其两端电压成正比，与通过的电流成反比。

第五部分：磁场与磁力1. 磁场（B）定义：对运动电荷产生力的场。

性质：矢量场。

2. 磁感应强度（B）公式：[ \vec{B} = \frac{\vec{F}}{IL} ]单位：特斯拉（T）。

3. 安培环路定理表述：通过闭合回路的磁通量等于通过回路的电流乘以常数。

4. 洛伦兹力（F）公式：[ \vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B}) ]性质：力的方向垂直于电荷的速度和磁场。

电动⼒学期末各章复习试题（选择+填空）第⼀章选择题1. ⽅程/E B t ??=-??的建⽴主要依据哪⼀个实验定律 ( )A 电荷守恒定律B 安培定律C 电磁感应定律D 库仑定律2.已知电极化强度，则极化电荷密度为（）A. B. C. D.3.若在某区域已知电位移⽮量，则该区域的电荷体密度为（）4.下⾯说法正确的是（）A. 空间任⼀点的场强是由该点的电荷密度决定的;B. 空间任⼀点的场强的散度是由所有在场的电荷ｑ决定的; C. 空间任⼀点的场强的散度只与该点的电荷密度有关; D. 空间某点，则该点，可见该点也必为零.5. H Bµ= 是（）A ．普适的 B. 仅适⽤于铁磁性物质C ．仅适⽤于线性⾮铁磁性物质 D. 不适⽤于⾮铁磁性物质6、对任意介质，下列⽅程⼀定正确的有（） A.极化强度⽮量E P )(0εε-= B.极化强度⽮量0e P E χε=C.磁化强度⽮量M u B H -=0D.磁化强度⽮量001()M H µµµ=- 7、对于表达式 (I) dv E D W e ?=21和（II ）=dv W e ?ρ21,下列说法中正确的有（）A ．表达式I 和II 在任何电场情况下总是等价的B ．I 中的被积函数是电场能量密度，⽽II 中的被积函数则⽆此物理意义C ．?ρ21的单位不是能量密度的单位 x y D xe ye =+.2D ρ=-.2A ρε=-.2B ρ=.2C ρε=D ． I 中的被积函数不代表电场的能量密度，⽽II 中的被积函数则有此物理意义8、对任意介质，下列⽅程⼀定正确的有（）A.极化强度⽮量0P D E ε=-B.极化强度⽮量0e P E χε=C.磁化强度⽮量m M H χ=D.磁化强度⽮量001()M H µµµ=-9、⼀般情况下电磁场切向分量的边值关系为：< >A: ()210n D D ?-=；()210n B B ?-=； B: ()21n D D σ?-=；()210n B B ?-= ； C: ()210n E E ?-=；()210n H H ?-=； D: ()210n E E ?-=；()21n H H α?-=。